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    <title>6.程序执行原理（科普） - fubaisen</title>
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    <meta name="description" content="程序执行原理（科普）目标
计算机中的 三大件
程序执行的原理
程序的作用

01. 计算机中的三大件计算机中包含有较多的硬件，但是一个程序要运行，有 三个 核心的硬件，分别是：

CPU 
中央处理,"> 
    <meta name="author" content="John Doe"> 
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计算机中的 三大件
程序执行的原理
程序的作用

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计算机中的 三大件
程序执行的原理
程序的作用

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    <h3 class="subtitle">6.程序执行原理（科普）</h3>
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        <div class="article">
    <div class='main'>
        <h1 class="title">6.程序执行原理（科普）</h1>
        <div class="stuff">
            <span>十二月 22, 2021</span>
            
  <ul class="post-tags-list" itemprop="keywords"><li class="post-tags-list-item"><a class="post-tags-list-link" href="/tags/python%E5%AD%A6%E4%B9%A0/" rel="tag">python学习</a></li></ul>


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        <div class="content markdown">
            <h1 id="程序执行原理（科普）"><a href="#程序执行原理（科普）" class="headerlink" title="程序执行原理（科普）"></a>程序执行原理（科普）</h1><h2 id="目标"><a href="#目标" class="headerlink" title="目标"></a>目标</h2><ul>
<li>计算机中的 <strong>三大件</strong></li>
<li>程序执行的原理</li>
<li>程序的作用</li>
</ul>
<h2 id="01-计算机中的三大件"><a href="#01-计算机中的三大件" class="headerlink" title="01. 计算机中的三大件"></a>01. 计算机中的三大件</h2><p>计算机中包含有较多的硬件，但是一个程序要运行，有 <strong>三个</strong> 核心的硬件，分别是：</p>
<ol>
<li><strong>CPU</strong> <ul>
<li>中央处理器，是一块超大规模的集成电路</li>
<li>负责 <strong>处理数据</strong>／<strong>计算</strong></li>
</ul>
</li>
<li><strong>内存</strong><ul>
<li><strong>临时</strong> 存储数据（断电之后，数据会消失）</li>
<li>速度快</li>
<li>空间小（单位价格高）</li>
</ul>
</li>
<li><strong>硬盘</strong> <ul>
<li><strong>永久</strong> 存储数据</li>
<li>速度慢</li>
<li>空间大（单位价格低）</li>
</ul>
</li>
</ol>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="center">CPU</th>
<th align="center">内存</th>
<th align="center">硬盘</th>
</tr>
</thead>
<tbody><tr>
<td align="center"><img src="https://s2.loli.net/2023/03/15/6c3Kts2wrjaRoIg.jpg" alt="CPU-w200"></td>
<td align="center"><img src="https://s2.loli.net/2023/03/15/yPzNdJueBjr5kMA.png" alt="内存条"></td>
<td align="center"><img src="https://s2.loli.net/2023/03/15/YN1lLmt57FECODv.jpg" alt="硬盘-w200"></td>
</tr>
</tbody></table>
<h3 id="思考题"><a href="#思考题" class="headerlink" title="思考题"></a>思考题</h3><ol>
<li>计算机中哪一个硬件设备负责执行程序？<ul>
<li><strong>CPU</strong></li>
</ul>
</li>
<li><strong>内存</strong> 的速度快还是 <strong>硬盘</strong> 的速度快？<ul>
<li><strong>内存</strong></li>
</ul>
</li>
<li>我们的程序是安装在内存中的，还是安装在硬盘中的？<ul>
<li>硬盘</li>
</ul>
</li>
<li><strong>我买了一个内存条，有 500G 的空间！！！</strong>，这句话对吗？<ul>
<li>不对，内存条通常只有 <code>4G</code> &#x2F; <code>8G</code> &#x2F; <code>16G</code> &#x2F; <code>32G</code></li>
</ul>
</li>
<li><strong>计算机关机之后，内存中的数据都会消失</strong>，这句话对吗？<ul>
<li>正确</li>
</ul>
</li>
</ol>
<h2 id="02-程序执行的原理"><a href="#02-程序执行的原理" class="headerlink" title="02. 程序执行的原理"></a>02. 程序执行的原理</h2><p><img src="https://s2.loli.net/2023/03/15/5PDyRw7FVdiUSNf.png" alt="001_程序执行示意图-w"></p>
<ol>
<li>程序 <strong>运行之前</strong>，程序是 <strong>保存在硬盘</strong> 中的</li>
<li>当要运行一个程序时<ul>
<li>操作系统会首先让 <strong>CPU</strong> 把程序复制到 <strong>内存</strong> 中</li>
<li><strong>CPU</strong> 执行 <strong>内存</strong> 中的 <strong>程序代码</strong></li>
</ul>
</li>
</ol>
<blockquote>
<p><strong>程序要执行，首先要被加载到内存</strong></p>
</blockquote>
<h3 id="2-1-Python-程序执行原理"><a href="#2-1-Python-程序执行原理" class="headerlink" title="2.1 Python 程序执行原理"></a>2.1 Python 程序执行原理</h3><p><img src="https://s2.loli.net/2023/03/15/f2mZHibuLOrVc7h.png" alt="003_Python程序执行示意图"></p>
<ol>
<li>操作系统会首先让 <strong>CPU</strong> 把 <strong>Python 解释器</strong> 的程序复制到 <strong>内存</strong> 中</li>
<li><strong>Python 解释器</strong> 根据语法规则，<strong>从上向下</strong> 让 <strong>CPU</strong> 翻译 <strong>Python 程序中的代码</strong></li>
<li><strong>CPU</strong> 负责执行翻译完成的代码</li>
</ol>
<h4 id="Python-的解释器有多大？"><a href="#Python-的解释器有多大？" class="headerlink" title="Python 的解释器有多大？"></a>Python 的解释器有多大？</h4><ul>
<li>执行以下终端命令可以查看 Python 解释器的大小</li>
</ul>
<figure class="highlight bash"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br><span class="line">3</span><br><span class="line">4</span><br><span class="line">5</span><br><span class="line">6</span><br><span class="line">7</span><br><span class="line">8</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line"><span class="comment"># 1. 确认解释器所在位置</span></span><br><span class="line">$ <span class="built_in">which</span> python</span><br><span class="line"></span><br><span class="line"><span class="comment"># 2. 查看 python 文件大小(只是一个软链接)</span></span><br><span class="line">$ <span class="built_in">ls</span> -lh /usr/bin/python</span><br><span class="line"></span><br><span class="line"><span class="comment"># 3. 查看具体文件大小</span></span><br><span class="line">$ <span class="built_in">ls</span> -lh /usr/bin/python2.7</span><br></pre></td></tr></table></figure>

<blockquote>
<p>提示：建立 <strong>软链接</strong> 的目的，是为了方便使用者不用记住使用的解释器是 <strong>哪一个具体版本</strong></p>
</blockquote>
<h2 id="03-程序的作用"><a href="#03-程序的作用" class="headerlink" title="03. 程序的作用"></a>03. 程序的作用</h2><blockquote>
<p>程序就是 <strong>用来处理数据</strong> 的！</p>
</blockquote>
<ul>
<li><strong>新闻软件</strong> 提供的 <strong>新闻内容、评论……</strong> 是数据</li>
<li><strong>电商软件</strong> 提供的 <strong>商品信息、配送信息……</strong> 是数据</li>
<li><strong>运动类软件</strong> 提供的 <strong>运动数据……</strong> 是数据</li>
<li><strong>地图类软件</strong> 提供的 <strong>地图信息、定位信息、车辆信息……</strong> 是数据</li>
<li><strong>即时通讯软件</strong> 提供的 <strong>聊天信息、好友信息……</strong> 是数据</li>
<li>……</li>
</ul>
<h3 id="3-1-思考-QQ-程序的启动过程"><a href="#3-1-思考-QQ-程序的启动过程" class="headerlink" title="3.1 思考 QQ 程序的启动过程"></a>3.1 思考 QQ 程序的启动过程</h3><ol>
<li>QQ 在<strong>运行之前</strong>，是保存在 <strong>硬盘</strong> 中的</li>
<li><strong>运行之后</strong>，QQ 程序就会被加载到 <strong>内存</strong> 中了</li>
</ol>
<p><img src="https://s2.loli.net/2023/03/15/V1KpfMCB7hdAv5Y.png" alt="003_QQ登陆界面-w248"></p>
<h3 id="3-2-思考-QQ-程序的-登录-过程"><a href="#3-2-思考-QQ-程序的-登录-过程" class="headerlink" title="3.2 思考 QQ 程序的 登录 过程"></a>3.2 思考 QQ 程序的 <strong>登录</strong> 过程</h3><ol>
<li>读取用户输入的 <strong>QQ 号码</strong></li>
<li>读取用户输入的 <strong>QQ 密码</strong></li>
<li>将 <strong>QQ 号码</strong> 和 <strong>QQ 密码</strong> 发送给腾讯的服务器，等待服务器确认用户信息</li>
</ol>
<h4 id="思考-1"><a href="#思考-1" class="headerlink" title="思考 1"></a>思考 1</h4><blockquote>
<p>在 QQ 这个程序将 <strong>QQ 号码</strong> 和 <strong>QQ 密码</strong> 发送给服务器之前，<strong>是否需要先存储一下 QQ 号码 和 密码?</strong></p>
</blockquote>
<p><strong>答案</strong></p>
<p>肯定需要！—— 否则 QQ 这个程序就不知道把什么内容发送给服务器了！</p>
<h4 id="思考-2"><a href="#思考-2" class="headerlink" title="思考 2"></a>思考 2</h4><blockquote>
<p>QQ 这个程序把 <strong>QQ 号码</strong> 和 <strong>QQ 密码</strong> 保存在哪里？</p>
</blockquote>
<p><strong>答案</strong></p>
<p>保存在 <strong>内存</strong> 中，因为 QQ 程序自己就在内存中</p>
<h4 id="思考-3"><a href="#思考-3" class="headerlink" title="思考 3"></a>思考 3</h4><blockquote>
<p>QQ 这个程序是怎么保存用户的 <strong>QQ 号码</strong> 和 <strong>QQ 密码</strong> 的？</p>
</blockquote>
<p><strong>答案</strong></p>
<ol>
<li>在内存中为 <strong>QQ 号码</strong> 和 <strong>QQ 密码</strong> 各自分配一块空间<ul>
<li>在 QQ 程序结束之前，这两块空间是由 QQ 程序负责管理的，其他任何程序都不允许使用</li>
<li>在 QQ 自己使用完成之前，这两块空间始终都只负责保存 <strong>QQ 号码</strong> 和 <strong>QQ 密码</strong></li>
</ul>
</li>
<li>使用一个 <strong>别名</strong> 标记 <strong>QQ 号码</strong> 和 <strong>QQ 密码</strong> 在内存中的位置</li>
</ol>
<p><img src="https://s2.loli.net/2023/03/15/syvo2MUfhVcnKq4.png" alt="004_QQ号码和密码内存示意图"></p>
<blockquote>
<ul>
<li>在程序内部，为 <strong>QQ 号码</strong> 和 <strong>QQ 密码</strong> 在内存中分配的空间就叫做 <strong>变量</strong></li>
<li><h1 id="程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的"><a href="#程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的" class="headerlink" title="程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的"></a><strong>程序就是用来处理数据的，而变量就是用来存储数据的</strong></h1></li>
</ul>
</blockquote>

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         It's a separate element as animating opacity is faster than rgba(). -->
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        <!-- Container that holds slides. 
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            Don't modify these 3 pswp__item elements, data is added later on. -->
        <div class="pswp__container">
            <div class="pswp__item"></div>
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